為什麼北京空氣質量到了周末會比平時差很多？

連續兩周了，北京空氣質量到了周末就會異常糟糕，能見度極低。美國大使館發布的北京空氣質量指數也顯示，周末的 AQI 都在 300、甚至 400 以上，平時工作日也沒那麼厲害。

我用幾個問題的形式來做回答：
1、北京空氣質量周末要比平時糟糕嗎？
為了找到有力的數據支持，我選取了2011年8月5日到2011年10月30日的數據並進行了比較，數據來源於北京環保局官方發布的PM10的空氣質量指數。

（註：因為是不同儀器得出的數據，儀器之間未做校準，數據僅作為趨勢參考）
以下是2011年8月5日到2011年10月30日的PM10數據 和部分美使館PM2.5數據：
(註：採樣周期：當日12時至次日12時，比如2011-10-29日數據是指2011年10月29日12時-2011年10月30日12時 AQI，採樣點：海淀區萬柳)

日期 官方 PM10 AQI 美使館PM2.5 AQI
六 2011-10-29 151 379 (333~425)
五 2011-10-28 106 249.5 (166~333)

六 2011-10-22 160 198.5 (337~60)
五 2011-10-21 154 281 (225~337)

六 2011-10-15 33 36
五 2011-10-14 28 16

六 2011-10-8 121
五 2011-10-7 90

六 2011-10-1 63
五 2011-9-30 30

六 2011-9-24 100
五 2011-9-23 82

六 2011-9-17 18
五 2011-9-16 49

六 2011-9-10 37
五 2011-9-9 49

六 2011-9-3 71
五 2011-9-2 57

六 2011-8-27 59
五 2011-8-26 57

六 2011-8-20 73
五 2011-8-19 69

六 2011-8-13 87
五 2011-8-12 96

六 2011-8-6 91
五 2011-8-5 98

從上面的數據看，部分周六數據有大於周五數據的趨勢，但並沒有規律性的層級躍進，趨勢不明顯。 PM2.5數據受氣候影響很大，比如大風、降雨、逆溫天氣，而不單純靠機動車尾氣排放單一污染源貢獻。在空氣穩定的情況下，PM2.5受污染源影響明顯。

2、北京空氣質量PM值到底和什麼有關呢？
（1）污染源
水泥工業、民用生物質燃燒、燃煤排放、機動車尾氣是我國PM10和PM2.5的最主要排放源， 粗顆粒則來自土壤風化和交通揚塵。

（2）北京秋冬季的逆溫天氣容易導致空氣污染
北京秋冬季逆溫天氣比較多，發生逆溫的概率約為50%。
天氣相對穩定時，如果遇到逆溫天氣，導致PM2.5升高。這是由於逆溫層的存在使得大氣層結較穩定,垂直方向上的湍流受到很強的抑制,因此污染物在垂直方向上的擴散較差。
而在非逆溫條件下,垂直方向上的湍流強度較大,大氣擴散條件較好,污染物混合較為均勻、容易擴散。

（3）PM2.5和高度的關係
有實驗數據表明：PM2.5在8m處最高，320m處最低。
《北京秋冬季近地層PM2.5質量濃度垂直分布特徵》
楊龍等 環境科學研究 Vol.18,No.2,2005
參見：http://www.zhihu.com/question/19889830

（4）什麼樣的氣候能降低PM2.5？
連續降水導致PM2.5在較低水平，大風利於污染物擴散，也使PM2.5在較低水平。
10月23日PM2.5在高值之後的降水導致第二天空氣質量良好。

（5）一天中的PM2.5數值分布的趨勢是怎樣的？
秋冬季夜裡PM2.5容易升高，中午下午時段降低。因為夜間地面輻射損失,生成逆溫的可能性較大,大氣層結穩定,PM2.5在垂直方向上不易擴散，所以較高；而在晴朗的白天,特別是中午太陽輻射強度大,地面強烈增溫,溫度梯度遞減,大氣極不穩定,垂直方向上湍流較顯著,PM2.5混合較均勻。

（6）冷空氣降臨前空氣質量為什麼不好？
冷空氣降臨前一般無風，空氣比較穩定，導致污染物積聚在空氣中，不利擴散，因此一般會有污染的天氣。
強冷空氣伴隨大風而來，大風有利於空氣中污染物的擴散，空氣質量會有明顯改善。

3、北京近期的空氣質量為什麼這麼差？
北京近期受弱冷空氣影響，沒有颳風，使得大量水汽聚集在低空，能見度變差。特別是夜間由於近地面發生輻射冷卻，溫度下降明顯，使空氣容易達到飽和，凝結成霧滴。因此PM指標升高。

北京下周后期受冷空氣影響，將有降雨，據說雨後還將颳起三四級偏北風，氣溫下降。

4、預防措施
體弱者減少出門，若出門最好戴口罩。